《植物系统分类学》电子教案.doc

植物系统分类学教案引言教学目的:通过本章的教学要使学生了解植物的基本类群的概念以及它们间的进化关系,植物的命名法教学内容:植物的基本类群的概念,植物的命名法和植物命名法规。教学重点:植物的基本类群的概念,植物的命名法、植物界的分门别类 (一)分类的方法人为分类法林奈根据植物雄蕊数目划分一雄蕊纲、二雄蕊纲……等。这种依据自己的方便或按用途进行分类的方法,叫人为分类系统。 2、自然分类法达尔文认为物种起源于变异与自然选择。从而得知复杂的物种大致是同源的。物种表面上相似程度的差别,能显示它们的血统上的亲缘关系。因而,根据植物的亲缘关系进行分类的方法,叫自然分类法,这种方法可反映植物之间的亲缘关系和植物界的进化过程。所用的分类方法称为自然分类。 3、自然分类法 (1)细胞遗传学研究植物细胞染色体的信息、多倍化、杂交系和繁育行为,确定物种间及种下居群的亲缘关系。染色体的数目在一个物种内通常是稳定的,因而可以作为植物分类的依据。减数分裂时染色体的行为方式表明了不同亲本的染色体组之间配对的程度,因而常用来揭示种间的关系。多倍化即一个细胞中出现多套染色体,是生物进化的重要机制,多倍体大多是由不同种之间的杂交产生的杂种染色体加倍而形成。二倍体与四倍体交配,产生不育的三倍体,三倍体加倍可成为能育的六倍体。二倍体与多倍体在形态上的差异常很小,却是不同的物种。我国学者李林初对杉科的水杉属、巨杉属和红杉属进行了细胞学研究,提出了红杉是由水杉与巨杉(或它们的祖先)自然杂交而成,水杉是父本,巨杉是母本这一论点,从而揭示了我国特有的水杉和远隔太平洋、北美特有的巨杉与红杉的亲缘关系。不同物种在形态结构、生理生化方面的差别,是染色体上基因的差别造成的一种表型差异。分子生物学就是直接在染色体DNA结构上寻找分子水平上的差异,作为分类的依据。 DNA双螺旋结构中,碱基配对有二种形式:A-T与G-C,每个物种的DNA都有其特定的 G+Cmol%。不同的物种G+C的含量是不同的,亲缘关系愈远,其G+C的含量差别就愈大所以这是一个新的能反映属种间亲缘关系的遗传型特征,国内尚在推广应用之中。在细菌分类中已作为一个常规的分类指标。 (2)化学分类学研究植物体的化学成分,特别是生物大分子水平的资料,评价植物类别的种系发生关系建立以化学信息资料为基础的化学分类系统植物的化学组成随种类而异,因此化学成分可以作为分类的一项重要指标,用以研究生物类群之间的亲缘关系和演化规律。在分类上有用的化学物质可分为次生代谢的小分子化合

1 植物系统分类学教案引言教学目的：通过本章的教学要使学生了解植物的基本类群的概念以及它们间的进化关系，植物的命名法。教学内容：植物的基本类群的概念，植物的命名法和植物命名法规。教学重点：植物的基本类群的概念，植物的命名法一、植物界的分门别类（一）分类的方法 1、人为分类法林奈根据植物雄蕊数目划分一雄蕊纲、二雄蕊纲......等。这种依据自己的方便或按用途进行分类的方法，叫人为分类系统。 2、自然分类法达尔文认为物种起源于变异与自然选择。从而得知复杂的物种大致是同源的。物种表面上相似程度的差别，能显示它们的血统上的亲缘关系。因而，根据植物的亲缘关系进行分类的方法，叫自然分类法，这种方法可反映植物之间的亲缘关系和植物界的进化过程。所用的分类方法称为自然分类。 3、自然分类法（1）细胞遗传学研究植物细胞染色体的信息、多倍化、杂交系和繁育行为，确定物种间及种下居群的亲缘关系。染色体的数目在一个物种内通常是稳定的，因而可以作为植物分类的依据。减数分裂时染色体的行为方式表明了不同亲本的染色体组之间配对的程度，因而常用来揭示种间的关系。多倍化即一个细胞中出现多套染色体，是生物进化的重要机制，多倍体大多是由不同种之间的杂交产生的杂种染色体加倍而形成。二倍体与四倍体交配，产生不育的三倍体，三倍体加倍可成为能育的六倍体。二倍体与多倍体在形态上的差异常很小，却是不同的物种。我国学者李林初对杉科的水杉属、巨杉属和红杉属进行了细胞学研究，提出了红杉是由水杉与巨杉(或它们的祖先)自然杂交而成，水杉是父本，巨杉是母本这一论点，从而揭示了我国特有的水杉和远隔太平洋、北美特有的巨杉与红杉的亲缘关系。不同物种在形态结构、生理生化方面的差别，是染色体上基因的差别造成的一种表型差异。分子生物学就是直接在染色体 DNA 结构上寻找分子水平上的差异，作为分类的依据。 DNA 双螺旋结构中，碱基配对有二种形式：A-T 与 G-C，每个物种的 DNA 都有其特定的 G+C mol%。不同的物种 G+C 的含量是不同的，亲缘关系愈远，其 G+C 的含量差别就愈大。所以这是一个新的能反映属种间亲缘关系的遗传型特征，国内尚在推广应用之中。在细菌分类中已作为一个常规的分类指标。（2）化学分类学研究植物体的化学成分，特别是生物大分子水平的资料，评价植物类别的种系发生关系，建立以化学信息资料为基础的化学分类系统。植物的化学组成随种类而异，因此化学成分可以作为分类的一项重要指标，用以研究生物类群之间的亲缘关系和演化规律。在分类上有用的化学物质可分为次生代谢的小分子化合

物,如植物碱、酚、萜、糖、糖苷、蜡等,以及带信息的大分子化合物,如DNA、RNA和蛋白质等常用的方法有血清学方法、直接用蛋白质做电泳分析的电泳法等。此外,用生物体内所含的酶作为分类的标准也是一项发展较快而有意义的蛋白质电泳工作 3)数量分类学通过对已有的植物信息资料,应用计算机进行数量统计分析,客观的比较各组资料间的关系,重建进化关系并判断性状和器官的进化趋向。 (二)植物的类群最原始的植物大约在太古代的34亿年前出现,在以后极漫长的时间里,这些最原始植物的一部分经遗传保留下来了;另一部分则逐渐演化成新的植物。随着地质的变迁和时间的推移,新的植物种类不断产生,但也有一部分老的植物由于各种因素消亡了,这样经过不断的遗传、变异和演化就形成了今天地球上这样丰富多样的植物根据植物构造的完善程度、形态结构、生活习性、亲缘关系将植物分为高等植物和低等植物两大类。每一大类又可分为若干小类低等植物是植物界起源较早,构造简单的一群植物,主要特征是水生或湿生,没有根、茎、叶的分化:生殖器官是单细胞,有性生殖的合子不形成胚直接萌发成新植物体。低等植物可分为藻类、菌类和地衣。高等植物可分苔藓植物、蕨类植物和种子植物 2.金藻 3.甲轮藻门藻类植物 6.褐藻「孢子/7.红藻门无维管植物低等植物植物\8.蓝藻门 (无胚植物) 9.地衣 10菌「植 11真菌菌类植物粘菌 13卵菌 14苔藓植物门 15厥类植物 (羊齿植物门}颈卵器植物种子∫16裸子植物门维管植物}高等植物植物]17被子植物门雌蕊植物有胚植物 (有花植物门 (一)分类的单位 1、植物分类的基本单位表以亲缘关系远近为根据,分为界、门、纲、目、科、属、种。种是植物分类的基本单位种以下还有亚种、变种和变型。而科是植物分类的重要单位

3 中文名拉丁文英文学名词尾界 Regnum Kingdom 门 Divisio Division -phyta 纲 Classis Class -opsida,-eae 目 Ordo Order -ales 科 Familia Family -aceae 属 Genus Genus -a,-um,-us 种 Species Species 亚种 Subspecies Subspecies 变种 Varietas Variety 变型 Forma Form 以水稻、月季为例，说明其在分类上的隶属关系界植物界（Regnum Vegetabile）植物界（Regnum Vegetabile）门被子植物门（Angiospermae）被子植物门（Angiospermae）纲单子叶植物纲（Monocotyledoneae）双子叶植物纲 (Dicotyledoneae) 亚纲颖花亚纲（Glumiflorae）五桠果亚纲 Dillenidae 目禾本目（Graminales）白花菜目 Capparales 科禾本科（Gramineae）十字花科 Cruciferae 属稻属（Oryza）芸苔属 Brassica 种稻（Oryza sativa L.）大白菜 Brassica pekinensis (Lour.) Rupr. 2、种分类上的一个基本单位。同种植物的个体，起源于共同的祖先，有极近似的形态特征，且能进行自然交配，产生正常的后代。既有相对稳定的形态特征，又不断的发展演化。（二）植物命名法双名法对于每种植物各国都有各自的名称，一个国家各地的名称也有差异。因而就有同名异物（Synonym）、同物异名（homonym）的混乱现象，造成识别植物，利用植物，交流经验等的障碍。一个种的完整的学名必须符合双名命名法(binomial nomenclature)，简称双名法。双名法是生物分类之父林奈(C. Linnaeus)在 1753 年发表的《植物种志》(Species Plantarum)一书中，采用前人的建议创立的，双名法要求一个种的学名必须用 2 个拉丁词或拉丁化了的词组成。第一个词称为属名，属名第 1 个字母必须大写；第二个词称为种加词，通常是一个反映该植物特征的拉丁文形容词，种加词的第一个字母一律小写。同时，命名法规要求在双名之后还应附加命名人之名，以示负责，便于查证。如水稻： Oryza sativa L. 属名种加名定名人（Linnaeus 的缩写）若是变种，则有蟠桃：Prunus persica var. compressa Bean. 变种名（三）植物命名法规第一章藻类植物 Algae

教学目的:掌握藻类植物的一般特征以及主要的门类。教学要点:观察代表植物以掌握蓝藻门、裸藻门、金藻门、绿藻门、红藻门、褐藻门等的主要特征及其代表植物。教学重点:藻类及其重要门类的主要特征。教学难点:各门类的主要特征。藻类植物均无根、茎、叶等器官的分化,是自养的原植体植物。藻类植物约2万余种,多数生活在淡水和海水中,少部分生活在土壤、树皮、岩石等陆地上。藻类植物体具有多样类型,有单细胞、群体(各细胞形态构造相同,没有分工)和多细胞个体。藻类植物含有多种不同的色素,如叶绿素a、b、c、d、胡萝卜素、叶黄素和其它多种色素,由于叶绿素与其它色素的比例不同,而呈现出不同的颜色。藻类植物繁殖有无性繁殖和有性繁殖。无性繁殖有营养繁殖和孢子繁殖之分。凡以植物体的片断发育为新个体的为营养繁殖:凡以特化的细胞(孢子)直接发育为新个体的称为孢子繁殖:有性生殖则借配子的结合而进行,也可分为同配、异配和卵式生殖等。同配是指大小、行为相同的两个配子之间的结合:异配是由一个大而游动迟缓的大配子与小而活泼的小配子结合:卵式生殖则是大配子完全失去鞭毛,不再游动,称为卵,小配子行动活泼游向卵而完成结合根据藻类植物的形态,细胞核的构造和细胞壁的成分,载色体的结构以及所含色素的种类,贮藏营养物质的类别,鞭毛的有无,数目,着生位置各类型,生殖方式及生活类型等。一般将它们分为8个门:蓝藻门( cyanophyta)、裸藻门( Euglenophyta)、甲藻门、硅藻门、绿藻门( Chlorophyta)、金藻门( Chrysophyta)、红藻门( Rhodophyta)、褐藻门( Phaeophyta)。第一节蓝藻门 Cyanophyta 、蓝藻门的一般特征蓝藻是一类最原始、构造简单的自养植物。植物体为单细胞或群体,多数细胞外有胶质鞘(即细胞壁两层,内层纤维素,外层果胶质),有的群体外有共同的胶质鞘。细胞无真正的细胞核,只有核物质,为原核细胞,属于原核生物。其特点是:(1)蓝藻细胞无细胞分化。 (2)细胞内的原生质体分化周质和中央质两部分。中央质内有核质(染色质),其功能相当于细胞核,但其外无核膜分化,故中央部分也称原核。周质内无染色体,(3)其所含叶绿素a、蓝藻素等色素存在于光合片层上。(4)贮藏的物质是蓝藻淀粉。(5)蓝藻只进行无性繁殖,包括营养繁殖和孢子繁殖,而不具有性繁殖无有性生殖,通过细胞分裂进行繁殖。单细胞蓝藻细胞分裂后,形成单细胞个体;群体和丝状体蓝藻主要靠断裂来增加个体。断离的丝状体称为藻殖段。藻殖段的是由异形胞分隔形成的,或是由于丝状体中某些细胞的死亡,或在两个细胞之间形成双凹形分离盘等。异形胞是由营养细胞形成的,大小与营养细胞很相似,但壁厚,所含的物质均匀透明蓝藻营养繁殖外,还可产生孢子进行无性繁殖。在丝状体类型中产生厚壁孢子。厚壁孢子由普通营养细胞体积增大,营养物质的积累和细胞壁的增厚形成的。孢子可长期休眠,以渡过不良环境。环境适宜时,孢子萌发,分裂形成新的丝状体二、分类及代表植物: 1、颤藻属( Oscillatoria) 生于湿地或淡水中,其藻体为一列细胞组成的不分枝丝状体,无胶质鞘,藻体能前后或左右颤动。无胶质鞘,细胞呈圆筒形。丝状体中间有少数空的死细胞,有时有胶化膨大的隔离盘

4 教学目的：掌握藻类植物的一般特征以及主要的门类。教学要点：观察代表植物以掌握蓝藻门、裸藻门、金藻门、绿藻门、红藻门、褐藻门等的主要特征及其代表植物。教学重点：藻类及其重要门类的主要特征。教学难点：各门类的主要特征。藻类植物均无根、茎、叶等器官的分化，是自养的原植体植物。藻类植物约 2 万余种，多数生活在淡水和海水中，少部分生活在土壤、树皮、岩石等陆地上。藻类植物体具有多样类型，有单细胞、群体(各细胞形态构造相同，没有分工)和多细胞个体。藻类植物含有多种不同的色素，如叶绿素 a、b、c、d、胡萝卜素、叶黄素和其它多种色素，由于叶绿素与其它色素的比例不同，而呈现出不同的颜色。藻类植物繁殖有无性繁殖和有性繁殖。无性繁殖有营养繁殖和孢子繁殖之分。凡以植物体的片断发育为新个体的为营养繁殖；凡以特化的细胞(孢子)直接发育为新个体的称为孢子繁殖；有性生殖则借配子的结合而进行，也可分为同配、异配和卵式生殖等。同配是指大小、行为相同的两个配子之间的结合；异配是由一个大而游动迟缓的大配子与小而活泼的小配子结合；卵式生殖则是大配子完全失去鞭毛，不再游动，称为卵，小配子行动活泼游向卵而完成结合。根据藻类植物的形态，细胞核的构造和细胞壁的成分，载色体的结构以及所含色素的种类，贮藏营养物质的类别，鞭毛的有无，数目，着生位置各类型，生殖方式及生活类型等。一般将它们分为 8 个门：蓝藻门（Cyanophyta）、裸藻门（Euglenophyta）、甲藻门、硅藻门、绿藻门（Chlorophyta）、金藻门（Chrysophyta）、红藻门（Rhodophyta）、褐藻门（Phaeophyta）。第一节蓝藻门 Cyanophyta 一、蓝藻门的一般特征蓝藻是一类最原始、构造简单的自养植物。植物体为单细胞或群体，多数细胞外有胶质鞘(即细胞壁两层，内层纤维素，外层果胶质)，有的群体外有共同的胶质鞘。细胞无真正的细胞核，只有核物质，为原核细胞，属于原核生物。其特点是：（1）蓝藻细胞无细胞分化。（2）细胞内的原生质体分化周质和中央质两部分。中央质内有核质(染色质)，其功能相当于细胞核，但其外无核膜分化，故中央部分也称原核。周质内无染色体，（3）其所含叶绿素 a、蓝藻素等色素存在于光合片层上。（4）贮藏的物质是蓝藻淀粉。（5）蓝藻只进行无性繁殖，包括营养繁殖和孢子繁殖，而不具有性繁殖。无有性生殖，通过细胞分裂进行繁殖。单细胞蓝藻细胞分裂后，形成单细胞个体；群体和丝状体蓝藻主要靠断裂来增加个体。断离的丝状体称为藻殖段。藻殖段的是由异形胞分隔形成的，或是由于丝状体中某些细胞的死亡，或在两个细胞之间形成双凹形分离盘等。异形胞是由营养细胞形成的，大小与营养细胞很相似，但壁厚，所含的物质均匀透明。蓝藻营养繁殖外，还可产生孢子进行无性繁殖。在丝状体类型中产生厚壁孢子。厚壁孢子由普通营养细胞体积增大，营养物质的积累和细胞壁的增厚形成的。孢子可长期休眠，以渡过不良环境。环境适宜时，孢子萌发，分裂形成新的丝状体。二、分类及代表植物： 1、颤藻属（Oscillatoria）生于湿地或淡水中，其藻体为一列细胞组成的不分枝丝状体，无胶质鞘，藻体能前后或左右颤动。无胶质鞘，细胞呈圆筒形。丝状体中间有少数空的死细胞，有时有胶化膨大的隔离盘

都呈双凹形。通过死细胞和隔离盘将丝状体分成几段,每段称为藻殖段。藻殖段具有繁殖的作用,断开后,能产生新的丝状体蓝藻生长在有机质的水体中,夏秋季节过量繁殖,在水表形成的一层有腥味的浮沫, 水华( Water bloom),反映水体富营养化,并加剧水质污染,因大量消耗水中的氧,造成鱼虾缺氧死亡。主要为颤藻属等。 2、念珠藻 Nostoc 藻体为一列圆形细胞组成的丝状体,丝状体不分枝,外有公共胶质鞘所包而形成片状丝状体有异形胞,两异形胞间的藻体可断离母体而进行繁殖,故两异形胞之间的这段藻体称为藻殖段。葛仙米、发菜、地耳等可食用 3、螺旋藻藻体为一列圆形细胞组成的丝状体,呈螺旋状排列。螺旋藻含大量的人类必需氨基酸的蛋白质,是人类理想的食品。 4、鱼腥藻鱼腥藻有明显的固N能力。第二节裸藻门 Euglenophyta 蓝藻门的一般特征绝大多数都是无细胞壁、有鞭毛、能自由游动的单细胞植物。又分为绿色和无色两大类。在绿色种类,含叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素,贮藏物质为副淀粉即裸藻淀粉)和脂肪有的无色种类象动物,可吞食固体食物。裸藻植物体,有鞭毛1~3条、有趋光性的眼点,另外因没有纤维素的壁,其植物体可以伸缩变形绝大多数为淡水产,极少数为海产、分类及代表植物 1、眼虫藻第三节绿藻门 Chlorophyta 绿藻门的一般特征绿藻植物的细胞与高等植物相似,具有真核和叶绿体,叶绿体一至多个,形状有杯状带状等(缺叶绿素b时称载色体),绿藻所含的色素与高等植物相似,也是叶绿素a、叶绿素 b以及叶黄素和胡萝卜素,但叶绿素多,因此植物体呈绿色。贮藏的养分为淀粉和油类。淀粉常在叶绿体内的蛋白质(淀粉核)周围积累,蛋白核有一至多个,它是淀粉形成中心。绿藻的细胞壁成分与高等植物也相似,都是由纤维素构成的。由于绿藻在色素的种类、细胞壁成分、贮藏的养分等方面与高等植物相似,因此多数科学家认为高等植物起源于绿藻 1、其细胞的细胞核和叶绿体、所含的色素、贮藏的养分、及细胞的成分都与高等植物很相似。 2、植物体呈绿色,色素包括叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素。贮藏的养料有淀粉和油类。淀粉核在叶绿体中,而不在细胞质中 3、绝大多数绿藻的营养体无鞭毛,不能运动。但在繁殖形成游动孢子和配子时有鞭毛, 能运动。少数单细胞和群体类型的营养细胞前端有2或4条等长的鞭毛,终生能运动。 4、繁殖:无性繁殖和有性繁殖 5、无性繁殖:营养细胞失去鞭毛,有丝分裂,原生质体分裂为2、4、6、8或16个子原生质体团,由母细胞壁包裹。各原生质体团产生新的细胞壁和鞭毛,形成游动孢子。母细

5 都呈双凹形。通过死细胞和隔离盘将丝状体分成几段，每段称为藻殖段。藻殖段具有繁殖的作用，断开后，能产生新的丝状体。蓝藻生长在有机质的水体中，夏秋季节过量繁殖，在水表形成的一层有腥味的浮沫，即水华(Water bloom)，反映水体富营养化，并加剧水质污染，因大量消耗水中的氧，造成鱼虾缺氧死亡。主要为颤藻属等。 2、念珠藻 Nostoc 藻体为一列圆形细胞组成的丝状体，丝状体不分枝，外有公共胶质鞘所包而形成片状。丝状体有异形胞，两异形胞间的藻体可断离母体而进行繁殖，故两异形胞之间的这段藻体称为藻殖段。葛仙米、发菜、地耳等可食用。 3、螺旋藻藻体为一列圆形细胞组成的丝状体，呈螺旋状排列。螺旋藻含大量的人类必需氨基酸的蛋白质，是人类理想的食品。 4、鱼腥藻鱼腥藻有明显的固 N 能力。第二节裸藻门 Euglenophyta 一、蓝藻门的一般特征绝大多数都是无细胞壁、有鞭毛、能自由游动的单细胞植物。又分为绿色和无色两大类。在绿色种类，含叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素，贮藏物质为副淀粉(即裸藻淀粉)和脂肪。有的无色种类象动物，可吞食固体食物。裸藻植物体，有鞭毛 1~3 条、有趋光性的眼点，另外因没有纤维素的壁，其植物体可以伸缩变形。绝大多数为淡水产，极少数为海产。二、分类及代表植物： 1、眼虫藻第三节绿藻门 Chlorophyta 一、绿藻门的一般特征绿藻植物的细胞与高等植物相似，具有真核和叶绿体，叶绿体一至多个，形状有杯状、带状等(缺叶绿素 b 时称载色体)，绿藻所含的色素与高等植物相似，也是叶绿素 a、叶绿素 b 以及叶黄素和胡萝卜素，但叶绿素多，因此植物体呈绿色。贮藏的养分为淀粉和油类。淀粉常在叶绿体内的蛋白质(淀粉核)周围积累，蛋白核有一至多个，它是淀粉形成中心。绿藻的细胞壁成分与高等植物也相似，都是由纤维素构成的。由于绿藻在色素的种类、细胞壁成分、贮藏的养分等方面与高等植物相似，因此多数科学家认为高等植物起源于绿藻。 1、其细胞的细胞核和叶绿体、所含的色素、贮藏的养分、及细胞的成分都与高等植物很相似。 2、植物体呈绿色，色素包括叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素。贮藏的养料有淀粉和油类。淀粉核在叶绿体中，而不在细胞质中。 3、绝大多数绿藻的营养体无鞭毛，不能运动。但在繁殖形成游动孢子和配子时有鞭毛，能运动。少数单细胞和群体类型的营养细胞前端有 2 或 4 条等长的鞭毛，终生能运动。 4、繁殖：无性繁殖和有性繁殖。 5、无性繁殖：营养细胞失去鞭毛，有丝分裂，原生质体分裂为 2、4、6、8 或 16 个子原生质体团，由母细胞壁包裹。各原生质体团产生新的细胞壁和鞭毛，形成游动孢子。母细